浅谈房屋钢筋混凝土抗震设计

摘要：地震是十分严重的自然灾害之一，对人类的生命和财产造成巨大地损失，我国是地震多发国家，研究建筑的抗震性能很有必要，而且要使工程建设真正达到能够减轻以至避免地震灾害，把握好抗震设计关是减轻地震灾害的根本措施，地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害，强烈的地震常常以其猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害，研究表明，在地震中造成人员伤亡和经济损失最主要的因素就是房屋倒塌及其引发的次生灾害(约占95%)，无数次的地震灾害告诉我们，抗震设防是防御和减轻地震灾害最有效、最根本的措施。

关键词：房屋； 钢筋混凝土； 抗震设计

中图分类号：TU234；文献标识码：A ；文章编号： 地震是一种常见的自然灾害，因其具备突发性的特点，目前对于地震的可预测性很低，所以我们根本无法准确的预知地震，故也不能及时做出相应的预防措施减少损害，不过通过对历次震害的研究表明，地震灾害的损失很大程度上还是取决于建筑结构的破坏程度，而不同建筑结构形式的抗震性能又存在很大的差异，现代建筑中多采用钢筋混凝土结构，因此做好钢筋混凝土结构的抗震设计对稳固建筑物、减轻灾害损失十分重要。下面我们就来介绍下房屋混凝土抗震方面的知识。一、地震对房屋建筑结构的作用 地震所释放出来的能量以地震波的形式向四周扩散，地震波到达地面后引起地面运动，使地面上原来处于静止的建筑物受到动力作用，从而产生强迫振动，在振动过程中，作用在建筑物的惯性力就是地震作用，地震对建筑物的作用与一般静载荷的作用不同，它取决于建筑物的动力特性，如结构的自振频率、阻尼等，因此，地震对不同的建筑结构的作用不同。

二、房屋用钢筋混凝土结构抗震要求 民用建筑所在地区的地震基本烈度，是指该地区今后50年内，在一般场地条件下可能遭遇超越概率为10％的地震烈度，所谓抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度，根据我国《 建筑抗震设计规范》 提出三个水准的设防要求，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”，所以对于民用建筑钢筋混凝土结构设计可从地基选择、减少地震输入量、消减地震反应、合理的结构布置、选择恰当的结构材料、抗侧力体系的优化等方面来满足抗震要求。

二、钢筋混凝土各种结构体系基本抗震性能分析所谓钢筋混凝土结构是指用配有钢筋增强的混凝土构成的结构，承重各主要构件就是用钢筋混凝土建造的，包括薄壳结构，大规模现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物，其中钢筋承受拉力，混凝土承受压力，具有坚固、耐久、防火性能好等优点，其常用的结构体系主要有框架结构、剪力墙结构以及框架剪力墙结构。1、框架结构体系。框架结构是指由梁和柱以钢接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载，采用结构的房屋墙体一般是用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成的，其墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，这种结构多用于住宅、学校等建筑设施，我们通过合理的计算和设计，可以将框架结构做成延性框架，在大震作用下，通过先出现梁铰、后出现柱铰这样一种耗能机构，可以耗散大量的地震能量，这样就能承受一定的侧向变形，使结构的地震力减小，从而保护结构的安全，所以框架结构是一种性能较好的抗震结构体系，但是由于纯框架的抗侧刚度较小，结构顶点位移和层间相对位移又较大，因此建造高度不宜太高，对于非结构构件比如填充墙在地震的作用下，可能也会出现裂缝和破坏，框架和填充墙之间的硬性联结造成的刚度增大效应也可能造成设计上未考虑到的增大的侧向力，倘若是半高的填充墙，还会导致形成短柱，造成柱子的剪切破坏等。2、剪力墙结构体系。剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，来承受竖向和水平荷载，并作为建筑物的围护和房间分隔，由于剪力墙的刚度大、强度高、整体性能良好，而且在水平荷载作用下侧移变形小，抗震性能高，因此相较于框架结构，它的应用范围更加广泛，在高层建筑中更是被大量运用，但我们需要注意的是在剪力墙结构中不论墙肢还是连梁其截面都是短而高的，这类构件对剪切变形特别敏感，所以很容易产生裂缝，出现脆性的剪切破坏，因此对于剪力墙的设计应准确合理，这样才能使剪力墙拥有良好的抗震性能和延性能力。3、框架剪力墙结构体系框架剪力墙结构也称框剪结构，这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，在建筑中将框架和剪力墙有效的结合起来，以共同抵抗竖向荷载和水平荷载的结构，框架结构的侧向刚度差，水平荷载作用下变形大，抵抗水平荷载的能力低，但是其平面布置灵活，能获得较大的空间；而剪力墙的刚度和强度大、水平位移小、抗震性能高，但是对建筑空间的有效利用又有些限制，所以综合两种结构的优缺点，取长补短，就形成了这种受力性能较好的结构体系，采用这种结构体系，在地震的作用下，由剪力墙承担大部分剪力，框架承担小部分，剪力墙先屈服，然后将产生内力重新分配，这样框架分配的剪力会逐渐增大，如果地震作用继续增大，框架结构也会屈服，使之形成曲线分布吻合最好。

四、构造措施上的延性保证 实践证明,建筑结构在大地震中要求其保持足够的承载能力来吸收进入塑性阶段而产生的巨大能量，因为此时的结构在震中进入到一个塑性阶段，容易产生变形，所以，根据这种特点和抗震的要求，多发地震的国家钢筋混凝土结构抗震设计均要求按延性框架结构进行设计，所以建筑结构的设计必须保证其结构局部薄弱区的承载力与刚度，这样保证了建筑构造的整体性，延性的增加也就提高了变形能力，这样就可以减少地震的破坏性，从而提高房屋建筑的抗震能力。 在结构布置上，按扩大了的柱端抗弯承载力进行设计，理论上是可将柱屈服的可能性减少，保证“强柱弱梁”的设计原则，但因各种原因，要使柱中完全避免塑性铰是困难的，同时为实现“强剪弱弯”的要求，保证塑性铰区域的局部延性，也必须通过一定的构造措施来保证结构的延性，具体做法如下：

1、限制轴压比与纵筋最大配筋率合理的受力过程，可明显提高构件的延性,为实现受拉钢筋的屈服先于受压区混凝土压碎的破坏形态，以提高塑性铰区域的转动能力，必须规范限制轴压比与纵筋最大配筋率，同时对混凝土受压区高度也提出相应要求。

2、限制约束配筋和配筋形式。为保证“强节点”、“强柱弱梁”、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的设计原则及塑性铰区域的局部延性，有必要加密塑性铰区内的箍筋间距，这不但可提高柱端抗剪能力，还可以约束核心区内混凝土，对纵向钢筋提供侧向支承，以防止大变形下纵筋压曲，从而改善塑性铰区域的局部延，随着工程应用中箍筋强度和混凝土强度不断提高，对塑性铰区域内箍筋布置的要求是抗震构造措施的一个重要方面，这一情况将导致高强度混凝土中约束箍筋配筋率的减少而降低结构的设计可靠度，所以建议以配筋特征值代替原体积配筋率，同时鉴于约束配筋对柱端塑性铰区的良好约束作用，建议适当增大配筋量。

3、限制材料。拒绝豆腐渣工程的第一关就是把握好材料质量，材料延性对确保构件(结构)延性极为重要，所以对于材料，我们要保证其钢筋强屈比、延伸率及混凝土强度等级等，同时对施工过程中可能出现的钢筋代换也要加以限制。

五、结语

综上所述，房屋建筑物的抗震性对于其使用寿命和房屋建筑中人员安全都至关重要，因此我们在工程设计中应做好钢筋混凝土结构的抗震设计，以减轻地震灾害的损失。

参考文献

1. 建筑抗震设计规范(GB500zl-2001)[S].北京:中国建筑工业出版社,20012. 鲍玉龙，王航. 民用建筑结构的抗震理念设计[J]. 科技传播，2011（2）：39-41